JPS63189214A - 混合ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は多成分液状プラスチック原料の混合ヘッドに関
する。

〈従来の技術〉 従来、多成分液状プラスチック原料の混合ヘッドは、例
えば第７．８図に示した如くのものであった（特公昭５
５−２６９８８号公報等参照）。

この混合ヘッドはヘッド本体１の軸線方向に元部側のシ
リンダＭ２に連通して貫通孔３が形成されるとともに、
−側ずつ貫通孔３にそれぞれ連通してへ液噴出孔・戻り
孔４．５及びＢ液噴出孔・戻り孔６．７が形成されてい
る。当然Ａ液噴出孔４とＢ液噴出孔６の軸線は一致して
いる。ここでＡ液・Ｂ液噴出孔４．６はそれぞれヘッド
ブロック１に脱着可能なＡ液・Ｂ液ノズル８，９により
形成されている。各ノズル８．９の内周部は漏斗形に噴
出孔４．６まで縮径してオリフィスを形成しており、こ
の内周部に沿うように先端部を円錐形とした流量調節弁
１４．１５が、例えば通常の液力式調整装置（図示せず
）を介して挿入されている、これら各流量調節弁１４．
１５とノズル８，９の内周面の間に形成される環状間ｐ
ｌｔａ、ｔ７をＡ液、Ｂ液は流通することとなる。そし
て、各流量調節弁１４．１５をノズルの軸方向へ移動さ
せることにより、各環状間隙１６．１７の噴出孔４，６
のすぐ前にある部分が任意に無段階的に調節可能となる
。　上記貫通孔３には中間部両側に循環用溝ｔｏ、ｉｔ
を備えた棒状弁体１２が摺動可能に装着されている。こ
の棒状弁体１２はシリンダ室２のピストン１３と連結さ
れ油圧駆動される。

次に、この混合ヘッドの作用を、ウレタンの反応射出成
形を例に採り説明するならば、まず第７図に示すように
棒状弁体１２を前死点に位置させてＡ液（ポリイソシア
ネート成分）とＢ液（ポリオール成分）をそれぞれポン
プ（図示せず）を稼動させて各原液タンク（図示せず）
との間をＡ液噴出孔４−循環用溝１０−Ａ液戻り孔５又
はＢ液噴出孔６→循環用溝１１−Ｂ液戻り孔７を経て所
・　　　定時間循環させた後、第８図に示すように棒状
弁体１２を後死点に位置させて各循環用溝１０．１１を
閉じＡ液及びＢ液をＡ液・Ｂ液噴出孔４，６から高圧噴
出させて棒状弁体１２の先端面直前部で衝突混合させ棒
状弁体１２の軸方向前方へ射出して行なう、このＡ液、
Ｂ液の高圧衝突混合の際、多液の噴出量は流量調節弁１
４．１５を調節して行う。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、上記構成である従来例の混合ヘッドには、以下
に示す問題点があった。

Ａ液（ポリイソシアネート成分）とＢ液（ポリオール成
分）を所定比で混合させる必要があるが、Ａ液とＢ液の
粘度が相異するため、各ノズル８．９のオリフィスの径
を調節する必要がある。つまり、Ａ液よりＢ液の方が粘
度が高いので、Ａ液ノズル８よりＢ液ノズル９の方がオ
リフィスの径が大きくされている。例えばＢ液ノズル９
のオリフィスの径はＡ液ノズル８のオリフィスの径の２
〜３倍（面積的には４〜９倍）である。この各オリフィ
スから噴射される液は、第９図の如く、仮想円錐形に拡
散するものと考えられる。このとき、各オリフィスの径
に相違があると、衝突時の多液の拡散面積に差異が生じ
る。上記の例ではＢ液の拡散面積の方がＡ液の拡散面積
より大きくなる。よって、Ａ液、Ｂ液の均一混合を得難
かった。

また、第７，８図のタイプの混合ヘッドでは、各循環用
溝ｔｏ、ｔｔを棒状弁体１２の周面へ形成する必要上、
棒状弁体１２の径は所定（略８ＩＩＩ１１）以上に規定
されてしまう。従って、貫通孔３の径も上記数値以上と
なる。ところが、Ａ液とＢ液を均一混合させる見地から
これをみると、両ノズル８，９間の距離がひらいてしま
って、前にも述べた通り、両液が衝突するときの多液の
拡散面積の格差が太きなる。よって、両液の均一混合が
得難くなる。更には、各オリフィス間の距離が小さい程
（即ち貫通孔３が小径な程）、液噴出の初速が維持され
てＡ液、Ｂ液は混合し易くなることが知られている。

く問題点を解決するための手段〉 この発明は、上記問題点にかんがみてなされたものであ
り、棒状弁体が後死点にあるとぎ、各原料液のオリフィ
スのうち少なくとも一方が貫通孔内へ位置する構成の混
合ヘッドである。

く作用〉 かかる構成の混合ヘッドによれば、少なくとも一方のオ
リフィスが貫通孔内へ位置することにより、オリフィス
相互の距離が短くなる。よって、多液の噴出する初速が
減退し難くなり、また、各原料液の衝突面積がより等し
くなり、両液混合の均一度が促進されることとなる。

〈実施例〉 以下、この発明の実施例について説明をする。

この実施例の混合ヘッド２０は、第１〜４図に示したよ
うに、ヘッド本体２１に第１貫通孔２３が形成され、こ
の第１貫通孔２３には第１棒状弁体２５が嵌挿される。

そして第１棒状弁体２５はピストン２フに固定され、ピ
ストン２７とシリンダ２９とで構成される油圧機構によ
り往復運動される。第１棒状弁体２５の周面には、第２
図に示す前死点位置において、後述するオリフィス４２
、５２に対向する部位へ、いわゆる自己シール作用を奏
する軸方向と周方向の溝が形成されている尚、符号２８
は光電スイッチであり、ピストン２７から突設したロッ
ド３０の移動量を検出するまた、ヘッド本体２１には第
１貫通孔２３の側壁へ開口する上下方向の第２貫通孔３
１が形成されている。この第２貫通孔３１へ第１貫通孔
２３に向いたノズル４１．５１が装着されている。ノズ
ル４１は、第１貫通孔２３へ表出する部位が第１貫通孔
２３の周面と同じ曲率の曲面に形成され、該部位の略中
央にオリフィス４′２を備える。また、側壁にはＡ液（
ポリイソシアネート成分：粘度が小さい）の流入路４０
へ連通する流入孔４３が穿設されている。流入路４０は
、液入口４５とノズル４１とを連通する。この流入路４
０からは縦方向へ循環路４６が形成されている。この循
環路４６は上部で径が大きくなり、そこへ第２棒状弁体
４７を挿入させ、液出口４９と流入路４０とを連通する
。尚、ノズル４１は固定ボルト４４で固定されている。

ノズル５１も、ノズル４１と同様に、第１貫通孔２３へ
表出する部位が第１貫通孔２３の周面と同じ曲率の曲面
に形成され、該部位の略中央（ノズル４１のオリフィス
４２と略同−軸線上に）オリフィス５２を備える。この
オリフィス５２の径はノズル４１のオリフィス４２より
太きなる。そして、このノズル５１は移動ロッド５４へ
螺合されている。８動ロッド４４には、Ｂ液（ポリオー
ル成分：粘度が高い）の流入路５０とノズル５１とを連
通ずる流入孔５３が穿設されている。流入路５０は液入
口５５からつながる逆り字形であり、縦路は第２貫通孔
３１へ開口しここで８動ロッド５４の流入孔５３と連通
ずる。この流入路５０からは液出口５９へつながる循環
路５６が形成され、循環路５６は第３棒状弁体５７で開
閉される、図の符号５８は第３棒状弁体５フの挿入孔、
符号５７ａは循環路の一部となる貫通孔である。

上記において、Ａ液の液入口４５及び液出口４９はＡ液
タンクと管路連結されている（図示しない）。Ｂ液の液
入口５５及び液出口５９はＢ液タンクと管路連結されて
いる（図示しない）。

また、第２棒状弁体４７．移動ロッド５４．第３棒状弁
体５７はピストン３３に固定され、ピストン３３とシリ
ンダ３５とで構成される油圧機構により往復運′勅され
る。符号３７は充電スイッチであり、ピストン３３から
突設したロッド３９の移動量を検出する。また、ロッド
３９の上端部には位置調節ナツト３８が螺合されている
。尚、ピストン３３において移動ロッド５４とロッド３
９を固定する中央の部分は、残部に対し軸線方向へスラ
イド可能である。よって、第３．４図の如くピストン３
３が下死点となるとき、ロッド３９の位置調節ナツト３
８が環状支持突起３６に支持され、ノズル５１が第１貫
通孔２３へ突出する量を調節可能となる。

次に、上記混合ヘッド２０の作用についてポリウレタン
の反応射出成形を例に採り説明する。

まず、第１．２図に示すように、第１棒状弁体２５を前
死点に位置させる。これは、ピストン２７とシリンダ２
９とで構成される油圧機構へ図示しない油圧回路により
油圧をかけて行ない、前死点の位置は光電スイッチ２８
から移動量信号で制御される。この状態でＡ液ノズル４
１．Ｂ液ノズル５１の各オリフィス４２．５２は第１棒
状弁体２５の周面で閉じられることとなる。

一方、第２棒状弁体４７．移動ロッド５４及び第３棒状
弁体５７は上死点に位置する。これもピストン３３とシ
リンダ３５とで構成される油圧機構へ、図示しない油圧
回路で油圧をかけて行ない、上死点の位置は光電スイッ
チ３７からの移動量信号で制御される。この状態で、Ａ
液の液入口４５と液出口４９は流入路４〇−循環路４６
により連通状態となる。またＢ液の液入口５５と液出口
５９は流入路５〇−循環路５６−貫通孔５７ａにより連
通状態となる。

かかる第１．２図の状態で、Ａ液（ポリイソシアネート
成分）とＢ液（ポリオール成分）とをそれぞれ、 Ａ液；原料液タンク（図示しない）−液入ロ４５−流入
路４〇−循環路４６−液出口４９→原料液タンク、 Ｂ液：原料液タンク（図示しない）−流人ロ５５−流入
路５０→循環路５６→貫通孔５７ａ−液出口５９→原料
液タンク、 と所定時間循環させる。尚、両液とも一般的な循環ポン
プを用いて循環させる。

その後、第３，４図の如く、第１棒状弁体２５を後死点
に移動させて、各ノズル４１．５１のオリフィス４２．
５２を開く。これとともに、第２．３棒状弁体４７，５
７を下死点に移動させてＡ液、Ｂ液の循環路４６．５６
を閉じる。また、移動ロッド５４の下方８動により、Ｂ
液ノズル５１はＳ１貫通孔２３内へ突出する。この状態
で、先程まで循環していたＡ液とＢ液とは、各オリフィ
ス４２．５２から高圧噴射して、第１棒状弁体２５の先
端面直前部で衝突混合される。

ここに、この実施例の混合ヘッド２０では、Ｂ′　　　
液ノズル５１が、第５図の状態から第６図の状態まで、
第１貫通孔２３内へ突出し、Ａ液オリフィス４２とＢ液
オリフィス５２との距離が短くなる、よって、各液噴出
の初速が維持され両液は混合し易くなる。また、衝突時
の多液の拡散面積の差も小さくなる（これはオリフィス
間隔の２乗の関数できいてくる）ので、両液の均一混合
はより促進されることとなる。

更には、この実施例ではＢ液ノズル５１を第１貫通孔２
３内へ突出させる機構が、第２，３棒状弁体４７，５７
の駆動機構（ピストン３３．シリンダ３５等より構成さ
れる）と一体となっているので、混合ヘッドの機構簡素
化及び小型化の見地からも好ましいものとなる。位置調
節ナツト３８でノズル５１の突出量を容易に調節できる
ので、メンテナンスも簡単である。

また、上記混合ヘッドについて下記の変形態様が考えら
れる。

（１）Ａ液ノズル４１を貫通孔２３内へ突出可能とする
ことができる。また、Ａ液ノズル４１及びＢ液ノズル５
１の双方を貫通孔２３内へ突出させることも可能である
。

（２）各ノズルへ従来例で述べた流量調節弁を配設する
ことができる。

（３）貫通孔内へ突出しないノズルは、ヘッド本体へ直
接オリフィスを穿設することで代用することができる。

（４）この発明を、従来例で説明したいわゆいるクラウ
スタイプの混合ヘッドに通用できることは勿論である。

この場合、棒状弁体の構造的理由により、Ａ液Ｂ液の混
合室である貫通孔の径が所定値以上になり、オリフィス
の間隔が大きくなるという問題点が解決される。

〈発明の効果〉 以上説明したように、この発明の混合ヘッドは、各オリ
フィスを開閉する棒状弁体が後死点に位置し、各オリフ
ィスを開状態にしているとき、少なくとも一方のオリフ
ィスを貫通孔内へ位置させる構成である。これにより、
オリフィス間の距離が可及的に短縮化でき、各原料液噴
出の初速が減退し難くなり好適な混、合状態が得られる
。また、各原料液が貫通孔内で衝突するとき、多液の拡
散面積の格差が小さくなり、この点でも各原料液の均一
混合が促進されることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の実施例の混合ヘッドを示し、第１
図は各原料液を循環させる状態の横断面図、第２図は同
じく縦（第１図のＩＩ　−！ｒ矢視線）断面図、第３図
は反応射出状態の横断面図、第４図は同じく縦（第３図
のｍＶ−ＩＶ矢視線）断面図、第５，６図はノズル近傍
の拡大断面図であり、第７〜９図は従来の混合ヘッドを
示し、第７図は各原料液を循環させる状態の断面図、第
８図は反応射出状態の断面図、第９図はノズル近傍の拡
大断面図である。 ２０・・・混合ヘッド、 ２１・・・ヘッド本体、 ２３・・・（第１）貫通孔、 ２５・・・（第１）棒状弁体、 ４２．５２・・・オリフィス。 第５図 第　６　閏 ば） ８″″）ＩｌｉｉＩ Ｉ″′）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
。 皺　　　　　　　　　　　　　　沫 第　　７ｍ ５８　　Ｅｌ ］６　］４ 第９図 ］６　１４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ヘッド本体には、貫通孔が形成され、該貫通孔の周壁に
   は各原料液のオリフィスが開口し、前記貫通孔には、棒
   状弁体が往復運動可能に嵌挿され、 前記棒状弁体が前死点に位置するとき、前記各原料液は
   前記ヘッド本体と各原料液タンクとの間を循環され、 前記棒状弁体が後死点に位置するとき、前記各原料液は
   前記各オリフィスから噴出されて前記貫通孔内で衝突混
   合し、前記棒状弁体の前方軸線方向へ射出される構成の
   混合ヘッドにおいて、前記棒状弁体が後死点に位置する
   とき、前記各オリフィスのうち少なくとも一方が前記貫
   通孔内に位置する 構成であることを特徴とする混合ヘッド。